Membangun Infrastruktur Komputasi Awan. Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan

Transkripsi

1 Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos Adi Wicitra 1, Darmawan Utomo 2, Hartanto K. Wardana 3 Program Studi Sistem Komputer, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga 1 adiwicitral9@gmailco.id, 2 darmawan@staff.uksw.edu, 3 hkwardana@yahoo.com Ringkasan Komputasi awan merupakan teknologi yang menggunakan jaringan sebagai media komunikasi antar komponen satu dengan komponen yang lainnya. Komputasi awan dapat menekan pengeluaran sebuah perusahaan dari proses pengadaan, perawatan, dan tenaga operasional yang akan semakin murah. Komputasi awan sangat baik diterapkan pada teknologi saat ini yang berkembangan begitu cepat, karena proses upgrade ataupun downgrade dapat dilakukan dengan mudah sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. Eucalyptus adalah perangkat lunak open source dalam membangun komputasi awan privat dan komputasi awan hybrid Amazon Web Service (AWS) yang kompatibel. Eucalyptus menyediakan jenis komputasi awan infrastructure as a Service (laas) yang dapat dibangun pada satu komputer dengan spesifikasi model Cloud in a box, Single cluster, dan Multi cluster (High Availability). Semua pengaturan pada komputasi awan dapat dilakukan dalam satu tampilan berupa halaman berbasis web. Virtual machine (VM) atau instance dapat dibuat dengan sistem operasi Linux dan Windows. Dari basil perancangan dan pengujian pada instance Linux didapatkan waktu untuk siap digunakan yaitu selama 420 detik pada cloud in a box dan 390 pada single cluster. Sedangkan pada instance windows didapatkan selama 1200 detik pada single cluster, dimana pada instance windows memiliki kapasitas image tiga kali lebih besar dari pada instance Linux. Pada pengujian yang telah dilakukan didapatkan basil bahwa setiap instance yang berjalan tidak akan mempengaruhi kinerja instance yang lain karena bersifat berdiri sendiri. Kata Kunci: Komputasi awan. Single Cluster, Multi Cluster 1. Pendahuluan Linux CentOS dipilih sebagai sistem operasinya, karena mendukung pembuatan komputasi awan ini secara bebas dan begitu juga dengan software-software pendukung untuk membangun komputasi awan ini. Pada Tabel 1 diperlihatkan perbandingan antara CentOS dan Ubuntu, yaitu CentOS juga lebih mudah dari pada Ubuntu dalam hal pengaturan koneksi dan tampilan saat membangun komputasi awan. Tabel 2 memperlihatkan beberapa perbandingan antara sistem yang telah dilakukan pada referensi [2] dan [3] dengan sistem yang telah dibangun. 185

2 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal label 1. Perbandingan antara sistem Linux Ubuntu dengan Linux CentOs [1]. Base Distribution Debian Linux Default Tile System Desktop Environment Supported Platforms I i386, AMD64,ARM Packet Management f APT Package Format Deb USB Installation Red Hat Linux i386, x86-64 Yum Package Kit System Freeze System Reboot System move around Medium stable Highly stable Perbandingan Tabel 2. Perbandingan komputasi awan yang sudah dicoba dengan yang telah dibangun. Membangun Infrastruktux Komputasi Awan Privat Menggunakan Ubuntu Enterprise Cloud[2\ Implementasi Cloud Computing sebagai Infrastructure as a Service untuk Penyediaan WebServer[3] Sistem yang dibangun Desain Cloud Front-end (Cloud Control, Walrus, Cluster, Storage) dan Node Front-end (Cloud Control, Walrus, Cluster, Storage) dan Node Cloud All in a box serta Front-end (Cloud Control, Walrus, Cluster, Storage) dan Node Cluster Cloud Single cluster Single cluster Single dan Multi cluster Node Controller Single dan Multi Node Multi Node Single dan Multi Node Cloud Control Host Komputer Klien Komputer Klien Komputer Cloud dan Komputer Klien Sistem Operasi Linux Ubuntu Server Linux Ubuntu Server LTS LTS Linux CentOS 6.3 Pada [2] dan [3] menunjukkan bahwa sistem infrastruktur yang didesain dengan menggunakan dua bagian besar yaitu front-end dan node. Sedangkan pada sistem infrastruktur yang telah dibangun menggunakan satu sistem dalam satu CPU dan membandingkannya dengan sistem yang telah dilakukan pada [2] dan [3], Begitu juga dengan bagian pada cluster, sistem infrastruktur yang dilakukan pada [2] dan [3] menggunakan Single cluster dan dibcindingkan dengan Multi cluster. Di sini sistem operasi yang digunakan sama yaitu Linux, tetapi pada [2] dan [3] yang digunakan yaitu Linux Ubuntu Server versi sedangkan sistem yang telah dibangun menggunakan Linux CentOS 6. Linux Ubuntu Server sudah tidak lagi didukung update karena waktu penggunaannya sudah habis yaitu pada 17 April Oleh karena itu jika pada perancangan ini digunakan sistem linux Server 10.04, maka tidak akan dapat mengimplementasikan komputasi awan. 186

3 Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos Adi Wicitra, Darmawan Utomo, Hartanto K. Wardana 2. Tinjauan Pustaka Pada bagian ini disinggung tentang CentOS yang merupakan sebuah distribusi Linux berkelas enterprise dan Eucalyptus sebagai pembangun komputasi awannya Linux CentOS 6.3 [1] CentOS singkatan dari Community ENTerprise Operating System yang merupakan sebuah distribusi Linux sebagai bentuk dari usaha untuk menyediakan platform komputasi berkelas enterprise yang memiliki kompatibilitas kode biner sepenuhnya dengan kode sumber yang menjadi induknya, Red Hat Enterprise Linux (RHEL). RHEL merupakan distribusi Linux berbayar yang menyediakan akses update atas perangkat lunak dan beragam jenis dukungan teknis. Distribusi Linux ini sebenamya merupakan gabungan dari sejumlah peragkat lunak yang didistribusikan di bawah lisensi perangkat lunak yan bebas dan kode sumber atas paket perangkat lunak ini dirilis ke publik oleh Red Hat. CentOS tersedia secara gratis, dukungan teknis utamanya disediakan terhadap para pengguna melalui mailing list, forum berbasis web, ataupun chat. Proyek CentOS tidak berafiliasi dengan Red Hat, sehingga proyek CentOS berjalan tanpa mendapatkan bantuan apapun dari Red Hat. Untuk penggalangan dana, CentOS berbasis donasi dari para pengguna serta sponsor dari perusahaan-perusahaan yang menggunakannya Eucalyptus [4] Eucalyptus adalah perangkat lunak open source dalam membangun komputasi awan privat dan komputasi awan hybrid AWS yang kompatibel. Ini memanfaatkan infrastruktur TI yang ada untuk membuat layanan komputasi awan pribadi sendiri di belakang firewall. Eucalyptus dapat menggunakan berbagai teknologi virtualisasi (VT) seperti VMware, Xen, dan Kernel-based Virtual Machine (KVM). Infrastructure As a Services (laas) pada komputasi awan privat menyediakan proses komputasi, jaringan, dan sumber daya penyimpanan. Eucalyptus menciptakan sumber daya yang elastis secara dinamis dapat meningkatkan naik atau turun tergantung pada tuntutan beban kerja aplikasi. Melalui kemitraan dengan Amazon Web Services (AWS), Eucalyptus mempertahankan kompatibilitas API, memberdayakan pengguna untuk menggeser beban kerja antara AWS dan Eucalyptus. Manfaatnya pengeluaran turun secara dramatis pada awan Publik, meningkatkan kelincahan organisasi, dan peningkatan keamanan awan untuk IT. Manfaat dari perangkat lunak open source ini untuk komputasi awan privat yaitu skalabilitas yang sangat efisien, organisasi yang lincah, dan meningkatkan kepercayaan dan kontrol untuk IT. Arsitektur dari Eucalyptus yang dibagi menjadi tiga bagian besar yaitu cloud level, cluster level, dan node level. Masing-masing bagian tersebut dibagi lagi menjadi cloud controller (CLC), WALRUS, Cluster Controller (CC), Storage Controller (SC), Node Controller (NC) dan bagian-bagian pendukung lainnya. 187

4 Techne Jumal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal Perancangan Sistem Skema dari sistem infrastruktur komputasi awan yang dirancang yaitu terdiri dari Admin/User/\dien, Front-end, Node, dan Cluster pada Gambar 1. Admin / User Front-end Cluster 2 Cloud Control (CLC) Cluster Control (CC) Storage Control (SC) orage v-omro Cluster 1 Gambar 1. Skema Komputasi Awan. Pada pembangunan sistem komputasi awan ini terdapat empat jenis komputer, yaitu : 1. Cloud in a box yaitu hanya terdiri dari satu buah komputer yang di dalamnya telah memuat semua komponen yang diperlukan pada sistem komputasi awan, seperti CLC^C, SC, Walrus, Node, serta Cloud Control Host. 2. Single cluster (Front-end) terdiri dari komponen utama pada komputasi awan seperti CLC,CC, SC,dan Walrus. Front-end merupakan bagian paling atas pada komputasi awan karena semua proses interaksi antara satu komponen dengan komponen yang lain, serta memantau jalannya layanan dari pengguna. 3. Single cluster (Node) yaitu komponen pada node yaitu Node Controller (NC) yang berfungsi sebagai hypervisor yang bertugas menjalankan VM. 4. Multi cluster (CC-SC) terdiri dari Cluster Contoller (CC) dan Storage Controller. Cluster Contoller (CC) berfungsi untuk mengatur komunikasi antar cluster satu dengan cluster yang lainnya. Di sini hanya digunakan dua sistem cluster. Sedangkan Storage Controller berfungsi untuk mengaur jumlah storage dimana tempat/i/e dan sistem komputasi awan ini disimpan. Desain Komputasi awan dan pengaturan alamat IP yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3. Host Name Gateway IP IP Public Cloud Cloud in a box CLC CC, SC, Walrus, Node, Cloud Control Host Euca.all Tabel 3. Desain Sistem Komputasi Awan. Single cluster Front-end 1 Node Satu CLC, CC, SC, Walrus, Cloud Control Host Euca. front Node Controller Euca.nodel Multi cluster CC-SC Node dua" CC dan SC " Euca.cc-sc Node Controller ~~ Euca.node

5 Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos Adi Wicitra, Darmawan Utomo, Hartanto K. Wardana 3.1. Instalasi Sistem Proses pertama yaitu melakukan instalasi cloud in a box, diikuti dengan instalasi single cluster, dan terakhir instalasi multi cluster. Pada instalasi cloud in a box dilakukan pembuat VM pada VMware Workstation kemudian menjalankannya sehingga sistem memulai booting hingga masuk pada tampilan awal pemilihan tipe instalasi, pilih "install CentOS 6 with Eucalyptus Cloud in a box" seperti pada Gambar 2. Siluereye Installer for Eucalyptus Mil I t i - sys tlin I ur? t a 1 I : I it: : (rtll Nude Ctui t rr j 1 1 t;r:: f j rx l" InstalL CentOS uith Eucalyptus Hade Cuntraller Install CentOS B uitli Eucalyptus Frontonri S i nrj I n-5,-yh hen I nx t a I I Install CentOS B with Eucalyptus in-fl-how Other Oplitruir Install generic CentOS B without Eucalyptus Rescue installed systen Boot fron local drioe Menory test Gambar 2. Memitih tipe instalasi pada CentOS dan Eucalyptus. Proses instalasi cloud in a box dimulai dari menamakan hostname, memilih netzvork interface dan mode yang digunakan, mengatur alamat IP, netmask, default gateway serta DNS server. Kemudian mengisi account yang digunakan beserta password-nya. Selanjutnya yaitu mengisi pengaturan pada range IP public, pengaturan instalasi pada Hardisk, sampai dengan instalasi sistem selesai dan berhasil, kemudian sistem akan restarting untuk melakukan startup pertama kalinya. Menginstalasi single cluster Linux CentOS 6.3 with Eucalyptus Node Controller. Proses instalasi node sangat jauh berbeda dengan proses instalasi pada cluster karena dari proses konfigurasi user sampai dengan konfigurasi alamat IP menggunakan command line. Menginstalasi single cluster Linux CentOS 6.3 with Eucalyptus Front-end. Proses instalasi cluster tidak jauh berbeda dengan proses instalasi pada Linux CentOS 6.3 with Eucalyptus cloud in a box hanya berbeda pada bagian menentukan alamat IP yang akan digunakan sebagai IP public, IP cluster, dan IP node. Proses selanjutnya yaitu mengatur komputasi awan melalui halaman zveb dengan alamat IP yang telah dimasukkan sebagai IP sistem. Semua pengaturan pada komputasi awan dari pengaturan media penyimpanan, certificate, user, hingga administrator dapat dilakukan di sini seperti pada Gambar 3, 189

6 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal { DC AL YPTU-- Gambar 3. Mengatur sistem komputasi awan melalui web. Proses selanjutnya yaitu instalasi midti duster. Multi duster diartikan sebagai penambahan salah satu ataupun lebih dari bagian ataupun komponen cluster itu sendiri, seperti CC, SC, ataupun VMware broker. Untuk perancangan ini dilakukan penambahan duster yaitu satu cc dan satu sc pada satu virtual machine pada VMware workstation yang didaftarkan atau dimasukkan ke dalam system single duster Pengaturan pada Komputasi Awan Privat Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai pengaturan cloud sebagai Administrator dan pengaturan sebagai User. Pada pengaturan cloud sebagai administrator yaitu melalui web dengan mengakses (pada instalasi system ini yaitu ), gunakan username dan password pada saat membuat User dan NTP. Pada Gambar 3 terlihat bahwa Administrator dapat menambah, mengubah, dan menghapus user, baik sebagai account maupun sebagai administrator (terkecuali menghapus). Di sini juga dapat mengubah jenis dari VM, seperti besamya RAM dan CPU yang digunakan Image untuk digunakan sebagai Instance. Administrator juga dapat melihat laporan dari instance yang digunakan dalam kurun waktu tertentu berdasarkan tanggal. Pengaturan Cloud dapat dilakukan sebagai user yaitu melalui web dengan mengakses seperti pada Gambar 3, gunakan username dan password pada saat membuat user dan NTP. User dapat mengatur semua kegiatan komputasi awan seperti, membuat keypair, security group, IP address allocate, instances, volume, dan snapshot seperti pada Gambar

7 Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos Adi Wicitra, Darmawan Utomo, Hartanto K. Wardana EUCALYPTUS aomuit^flucarfpcui i G') C-l all avahjtiuty?cncs 0 0 mniti j iitc-ppe-i in tuzatlo} Cukipi 0 napjtiolj Netwur a 'jccunly Oraipi Hrr Pain IP Gambar 4. Tampilan utama cloud sebagai user. 4. Pengujian dan Analisis Pada bagian ini dijelaskan menenai pengujian ketersedian VM dari komputasi awan, pengujian saat penambahan Load Balancer, pengujian Sistem pada Failover Mirroring, dan pengujian multi cluster Pengujian Ketersedian VM dari Komputasi Awan Kemampuan yang diuji yaitu mengamati kemampuan skalabilitas sistem dengan melihat ketersediaan VM pada sistem yang dibangun, baik pada cloud a box maupun pada cloud single cluster. Pada Gambar 5 merupakan sistem cloud in a box yang dapat digunakan untuk membangun sembilan tipe VM yaitu ml.small, tl.micro, ml.medium, cl.medium, ml.large, ml.xlarge, cl.xlarge, m2.xlarge, dan ms.xlarge. [root^euca ]# euca deteribe-availability zones verbose AVAILABXLITYZONE CLUSTEROl arn euca:eucalyptu AVAILABILITYZONE I - vm types free max cpu ram disk AVAILABI LITYZONE 1 sni. small AVAILABILITYZONE - tl.micro AVAILABILITYZONE I - ml.medlum i AVAILABILITYZONE - cl.medium AVAILABILITYZONE \- ml.large AVAILABILITYZONE j- ml.xlarge AVAILABILITYZONE j- cl.5<large AVAILASILITYZONE - mz.xlarge AVAILABILITYZONE ] ms.xlarge AVAILABILITYZONE :- mz.2xlarge AVAILABILITYZONE - m3.zxlarge AVAILABILITYZONE j- ccl.4xlarge a AVAILABILITYZONE - m2.4xlarge OOOO AVAILABILITYZONE j- hii.4x1arge AVAILABILITYZONE j- ccz.sxlarge ( AVAILABILITYZONE - egl.4xlarge AVAILABILITYZONE 3- crl.3xi.arge AVAILABILITYZONE j- hs1.8x1arge oooo / Gambar 5, Sistem komputasi awan pada cloud hi a box. Pada Gambar 6 merupakan sistem satu node yang dapat digrmakan untuk membangun sebelas tipe VM yaitu ml.small, tl.micro, ml.medium, cl.medium, ml.large, ml.xlarge, ms.xlarge, cl.xlarge, m2.xlarge, m2.2xlarge, dan m3.2xlarge. 191

8 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal I 1- K'fCa i O i! i t y' 7 O-Vr vb r b0 AI -abil: H u b I i vjcoly 4* L 1 tvnp". rjlsa A" b n - -D r ZbO A1 -ABIL"* Vi t i AT.abil: TYZONE - " I AI -MBiL* - -G.-edi.r A" L tyzome 1 liiii.i/ r B f 1 1 i AI.abil: r vl. I A" 4 [ lne I i-mini »r L ABII '120NE :> l.i' in- I *:.40- ZONE _ JO 4 AJ T )ZONE "' i : ZONE 4 1 d JO72 60 ""rzone AI ZONE I I AI * ZONE 'AI «&'* ZONE : / " AB T '' I ' ZONt 'AI 4bl ' ZONE - s i. 3 n* , 0 u... -IB Gambar 6. Ketersedian VM pada satu node 4.2. Pengujian Penambahan Load Balancer Load Balancer adalah sistem yang dapat membagi trafik data secara seimbang. Teknik ini akan membagi setiap permintaan data secara seimbang, yang dapat menyesuaikan dengan banyaknya permintaan data tersebut. Pada pengujian Tabel 4 dilakukan proses transfer file dari instance dengan komputer yang ada pada jaringan, dengan menggunakan file installer dotnetfx 4.0_x86_x64.exe, beberapa file.mp3 yang berjumlah 12 file.mps, video clip dengan format.mp4 dengan kualitas 720P, dan file installer sistem operasi linux yang ringan bernama lupu.iso. Dapat dilihat perbedaan yang terjadi antara sistem yang ditambahkan load balancer dengan sistem yang tidak ditambahkan load balancer terjadi cukup signifikan pada file.iso dengan kapasitas paling besar. Dengan hasil pengujian ini bahwa load balancer mempengaruhi sistem pada pengaturan data trafik agar kecepatan transfer file dapat dibagi menjadi rata. Dotnetfx 4.0.exe Beberapa.Mp3 Video.MP4 Lupu.Iso Tabel 4. Hasil pengujian transfer file dengan menggunakan load balancer Kapasitas File Ditambahkan Load (MB) Balancer (detik) 48, , , ,0 15, Pengujian Failover Mirroring Tidak Ditambahkan Load Balancer (detik) ,5 Pengujian ini bertujuan untuk mengamati proses database failover mirroring SQL Server 2008 yang dilakukan instalasi pada instance windows server 2008 R2 Datacenter. Pada Gambar 7 dapat dilihat database mengalami keadaan putus koneksi (down) yang terdapat data pada tabel sebelum failover. 192

9 Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Single Cluster dan Multi Cluster dengan menggunakan Linux Centos Adi Wicitra, Darmawan Utomo, Hartanto K. Wardana L:C:' i X XXX-PC.dbMirron... dbc.tbmatkulkcns XXX-PCdbcontoh - dbo.tdata Connect'*' ti t' j 1 to ' lama Asai j Datflbac-es ' f stem Database:- 2 da Janbi h i Database Snapshct:- 3 and' Semarang 4 dbbiasa : dbccntch'.principal Synchrcmzedi k.._j Database Diagrams,_j Tables 6 syaifb- Danpasar r S>stem Tables 7 ola Paio. J dbo.tdata f j Views ^J Svncnyms f Prcgrammabilit-. ' _j Service Broker Gambar 7. Koneksi putus (down) pada database mirroring. Setalah menjalankan proses mirroring ini sesuai prosedur, maka dapat dianalisa bahwa proses mirroring dapat berjalan pada instance yang dibangun dari komputasi awan. Hal ini tidak terpengaruh dari sistem apa yang telah dilakukan instalasi. Performa instance pada sistem komputasi awan sesuai dengan komputer secara asli pada fisiknya, begitu juga dengan sistem instalasi pada jaringannya PengujianMuZh' Cluster Pada Gambar 8 dapat dilihat komponen yang telah terdaftar pada sistem komputasi awan melalui administrator. IWic.lIM i- f. w DJCALYPTUS - P 0 Gambar 8. Memeriksa komponen pada sistem komputasi awan. Dari pengujian yang diperoleh, cluster kedua dengan alamat IP dalam keadaan enable. Begitu juga dengan SC kedua yang telah di daftarkan dalam keadaan unknown. Hal ini dikarenakan untuk membangun suatu sistem komputasi awan dengan menggunakan dua cluster atau lebih merupakan teknik yang harus diterapkan pada sistem high availability. Sistem high availability ini mendukung sampai proses failover pada node atau instance. Sedangkan failover pada cluster tidak dapat dilakukan karena resource pada tiap instance berbeda-beda. 5. Kesimpulan Dari proses perancangan dan pengujian sistem komputasi awan ini dapat diambil kesimpulan bahwa kinerja cloud in a box kurang maksimal dari pada single cluster dan multi cluster dengan waktu pembangkitan instances Linux 93 detik berbanding 84,75 detik. Waktu Instance windows dipanggil hingga dapat digunakan dengan rata - rata 134,8 detik, sedangkan pada instance Linux dengan waktu rata - rata 94,5 detik. Setiap node baik pada single cluster maupun multi cluster yang ditambahkan pada sistem akan menambah 193

10 Techne Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal ketersedian resource sesuai spesifikasi yaitu ml.small sebanyak 4 instance dan m3.2xlarger sebanyak 1 instance. Load Balancer tidak mempengaruhi unjuk kerja dari instance tetapi berpengaruh pada proses transfer file dengan waktu 15 detik dan tanpa load balancer 21,5 detik. Instance windows server 2008 yang dibangun dapat menjadi server datacenter yang telah dilakukan pada pengujian failover mirroring database. Komputasi awan privat multi cluster dapat memperluas atau memperbanyak resources yang digunakan pada node untuk menjalankan VM dari sistem yang ada. Daftar Pustaka [1] diakses tanggal 13 Februari [2] S. Indra, Membangun Infrastruktur Komputasi Awan Privat Menggunakan Ubuntu Enterprise Cloud, Andi Yogyakarta, [3] L. Sulistyowati, W. Sulistyo, Bayu, dan T. Indra, Implementasi Cloud Computing sebagai Infrastructure as a Service untuk Penyediaan Webserver, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga, [4] Eucalyptus, Open Source AWS Compatible Privat Cloud, diakses 2 Februari